DE102019004913A1

DE102019004913A1 - Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019004913A1
Application number: DE102019004913.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastien Paxion; Boris Ulrich Weiß; Martin Gubisch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems (1) für ein Fahrzeug (2), insbesondere für ein Nutzfahrzeug.Erfindungsgemäß werden von einer Kamera (4) des Fahrzeugs (2) bereitgestellte Spureingangsdaten auf zwei verschiedenen Verarbeitungswegen verarbeitet und durch einen Vergleich (V) plausibilisiert.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 197 49 086 C1 beschrieben, eine Vorrichtung zur Ermittlung fahrspurverlaufsindikativer Daten bekannt. Die Vorrichtung beinhaltet eine Fahrspurerkennungssensorik, eine Objektpositionssensorik, die wenigstens den Abstand eines vor dem Fahrzeug befindlichen Objektes und dessen Richtungswinkel bezüglich der Fahrzeugbewegungsrichtung erfasst, und eine Fahrzeugeigenbewegungssensorik. Es ist eine Schätzeinrichtung vorgesehen, der die Fahrspurerkennungsmessdaten, die Objektpositionsmessdaten und die Fahrzeugeigenbewegungsmessdaten zugeführt werden und die in Abhängigkeit davon die Fahrspurkrümmung und/oder die Querposition eines jeweiligen Objektes vor dem Fahrzeug relativ zur Fahrspur durch Schätzung mittels eines vorgebbaren, ein dynamisches Fahrzeugbewegungsmodell beinhaltenden Schätzalgorithmus ermittelt.
Des Weiteren ist es allgemein bekannt, dass Spurhalteassistenzsysteme in Fahrzeugen überwacht werden, um sie bei erkannten Funktionsstörungen zu deaktivieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems für ein Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, d. h. insbesondere zur Überwachung einer Spurführungsfunktion und/oder einer Spurverlassenrückführfunktion, werden von einer Kamera des Fahrzeugs, insbesondere von einer MPC (Multi Purpose Camera), bereitgestellte Spureingangsdaten, beispielsweise Abstände insbesondere der Fahrzeugmitte links und rechts zu Spurmarkierungen, eine Spurkrümmung, eine Krümmungsänderung und/oder Informationen zu Fahrbahnmarkierungen der eigenen Fahrspur und/oder von benachbarten Fahrspuren, beispielsweise einer Nebenspur und/oder einer Standspur, auf zwei verschiedenen Verarbeitungswegen verarbeitet und durch einen Vergleich plausibilisiert. Bei einem erkannten unplausiblen Wert wird vorzugsweise eine vom Spurhalteassistenzsystem durchgeführte Querführung des Fahrzeugs, insbesondere nach einer erfolgten Warnung eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs, deaktiviert.
Mittels des Spurhalteassistenzsystems wird das Fahrzeug in der Fahrspur gehalten. Dabei werden insbesondere die Spurmarkierungen links und rechts neben dem Fahrzeug erfasst und es wird ein Überschreiten dieser Spurmarkierungen verhindert. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können dabei auftretende Fehler erkannt werden und es kann entsprechend darauf reagiert werden, d. h. diese Fehler können eliminiert werden oder das Spurhalteassistenzsystem deaktiviert werden, um eine fehlerhafte Querführung des Fahrzeugs und daraus resultierende Gefahren, insbesondere Kollisionsgefahren des Fahrzeugs, zu vermeiden, oder die Auswirkung des Fehlers auf die Querführung wird ausreichend begrenzt, damit der Fahrzeugführer potentielle Gefahren beherrschen kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit ein höheres Sicherheitsniveau erreicht.
Für den ersten Verarbeitungsweg wird insbesondere ein Kalman-Filter verwendet, wobei die Spureingangsdaten durch den Kalman-Filter gefiltert werden und vorteilhafterweise der Querführung des Fahrzeugs als kalmangefilterte Spurinformationen zur Verfügung gestellt werden. Die Spureingangsdaten werden vor der Verwendung durch einen die Querführung des Fahrzeugs durchführenden Querregler durch den Kalman-Filter gefiltert, um Rauschen und Sprünge der verschiedenen Spurinformationen zu glätten.
Vorteilhafterweise werden, um potentielle Fehler des Kalman-Filters zu erkennen, die kalmangefilterten Spurinformationen, insbesondere die für das Sicherheitskonzept relevanten Spurinformationen aus dem Kalman-Filter, beispielsweise eine Spurbreite und/oder ein Abstand des Fahrzeugs, genauer gesagt einer Fahrzeugmitte, zur Fahrspurmitte der Fahrspur, mit den Spureingangsdaten plausibilisiert. Dabei werden die Spureingangsdaten vorteilhafterweise mit einem einfachen Filter erster Ordnung gefiltert, um dem Verhalten des Kalman-Filters in üblichen Situationen zu ähneln. Für den zweiten Verarbeitungsweg werden daher vorteilhafterweise eine Recheneinheit und ein anschließender Tiefpass-Filter verwendet, um berechnete und tiefpassgefilterte Spurinformationen zu ermitteln, wobei mittels der Recheneinheit aus den Spureingangsdaten Spurinformationen berechnet werden und mittels des Tiefpass-Filters gefiltert werden. Durch den Vergleich der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen werden die kalmangefilterten Spurinformationen plausibilisiert.
Überschreitet eine Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen mindestens einen vorgegebenen zeitabhängigen Schwellwert, dann werden vorteilhafterweise die kalmangefilterten Spurinformationen als ungültig eingestuft, der Fahrzeugführer des Fahrzeugs wird gewarnt und nachfolgend wird die vom Spurhalteassistenzsystem durchgeführte Querführung des Fahrzeugs deaktiviert.
Bei der Vorgabe zeitabhängiger Schwellwerte werden vorteilhafterweise ein dynamisches Verhalten des die Querführung des Fahrzeugs durchführenden Querreglers und querführungsdämpfende Eigenschaften des Fahrzeugs berücksichtigt. Eine querführungsdämpfende Eigenschaft des Fahrzeugs ist insbesondere eine Trägheit einer Fahrzeugreaktion, welche beispielsweise davon abhängig ist, ob das Fahrzeug ein Solofahrzeug, ein Gespann, ein Gliederzug oder ein Sattelzug ist.
Vorteilhafterweise erfolgt bei einem hohen dynamischen Verhalten des Querreglers und/oder geringen querführungsdämpfenden Eigenschaften des Fahrzeugs eine schnelle Reaktion, insbesondere eine schnelle Deaktivierung der vom Spurhalteassistenzsystem durchgeführten Querführung des Fahrzeugs, und bei einem geringen dynamischen Verhalten des Querreglers und/oder hohen querführungsdämpfenden Eigenschaften des Fahrzeugs eine langsame Reaktion, insbesondere eine verzögerte Deaktivierung der vom Spurhalteassistenzsystem durchgeführten Querführung des Fahrzeugs. Hierfür verwendete Fehlertoleranzgrenzen, insbesondere Schwellwerte für die akzeptierbare Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, werden beispielsweise durch Versuche und/oder durch fahrdynamische Simulationen ermittelt.
Als zeitabhängige Schwellwerte werden beispielsweise mindestens zwei Wertepaare vorgegeben, insbesondere ein Wertepaar für Kurzzeitfehler und ein Wertepaar für Langzeitfehler.
Kurzzeitfehler wirken sich auch bereits dann gefährlich auf die Fahrzeugreaktion aus, wenn sie nur für eine kurze Zeitdauer auftreten. Das Wertepaar für Kurzzeitfehler umfasst daher vorteilhafterweise eine kurze Zeitdauer und eine große Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die jedoch nur für diese kurze Zeitdauer akzeptierbar ist. Wird diese große Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen innerhalb der kurzen Zeitdauer überschritten oder dauert diese große Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen länger als diese kurze Zeitdauer an, wird die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs deaktiviert, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers. Eine hohe Fehlertoleranz für Kurzzeitfehler ist insbesondere auch erforderlich, um Differenzen der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen zu erlauben, die in gewissen Fahrsituationen auftreten werden, ohne dass dabei ein Fehler bei einem der Verarbeitungswege vorliegt, sondern weil die Differenz inhärent zu den verschiedenen Arten der Filterung der jeweiligen Verarbeitungswege sein kann.
Langzeitfehler, insbesondere latente Fehler, beeinflussen weitere Sicherheitsmaßnahmen negativ. Das Wertepaar für Langzeitfehler umfasst daher vorteilhafterweise eine lange Zeitdauer und eine geringe Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die auch für diese lange Zeitdauer noch akzeptierbar ist. Wird diese geringe Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen nach der kurzen Zeitdauer innerhalb der langen Zeitdauer überschritten oder dauert diese geringe Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen länger als diese lange Zeitdauer an, wird die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs deaktiviert, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers.
Andernfalls, d. h. wenn diese zeitabhängigen Schwellwerte nicht überschritten werden, bleibt die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs aktiv.
Zusätzlich kann beispielsweise eine anfängliche sehr kurze Zeitdauer, insbesondere kürzer, insbesondere wesentlich kürzer, als die Zeitdauer für Kurzzeitfehler vorgesehen sein, innerhalb welcher jede auftretende Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen akzeptierbar ist, da diese Differenz vom Querregler und vom Fahrzeug gedämpft wird.
Zusammengefasst wird somit für das Verfahren vorteilhafterweise das dynamische Verhalten des Querreglers in Betracht gezogen und bestimmt die Abweichung der kalmangefilterten Spureigenschaften, d. h. der kalmangefilterten Spurinformationen, von deren „rohem“ Wert, insbesondere von den tatsächlichen und/oder von der Kamera bereitgestellten Spureingangsdaten, ab der eine potenzielle Gefahr auftritt. Diese tolerierbare Abweichung ist, wie oben beschrieben, zusätzlich abhängig von der Zeit, da Kurzzeitfehler vom Querregler und von der Trägheit der Fahrzeugreaktion gedämpft werden. Diese zeitabhängige Fehlertoleranz wird daher vorteilhafterweise auf die oben beschriebene Weise in Stufen definiert, beispielsweise mit der kurzen Zeitdauer, ab der Kurzzeitfehler sich gefährlich auf die Fahrzeugreaktion auswirken können, und der langen Zeitdauer, ab der Langzeitfehler (oder latente Fehler) weitere Sicherheitsmaßnahmen negativ beeinflussen würden und sich in Kombination mit einem weiteren Fehler im System negativ auswirken können. Die Fehlertoleranzgrenzen, insbesondere die Schwellwerte für akzeptierbare Fehler, insbesondere für die akzeptierbare Differenz der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, welche für diese Plausibilisierung verwendet werden, werden, wie oben bereits erwähnt, im Versuch und/oder mit fahrdynamischen Simulationen ermittelt. Bei Überschreitung der jeweiligen Fehlertoleranz werden die Spurdaten, d. h. die kalmangefilterten Spurinformationen, als ungültig gekennzeichnet und die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs deaktiviert, wie oben bereits beschrieben, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers.
Durch das Verfahren können somit insbesondere Fehler des Kalman-Filters erkannt werden und es kann entsprechend darauf reagiert werden, d. h. diese Fehler können eliminiert werden oder das Spurhalteassistenzsystem deaktiviert werden, um eine fehlerhafte Querführung des Fahrzeugs und daraus resultierende Gefahren, insbesondere Kollisionsgefahren des Fahrzeugs, zu vermeiden. Durch das Verfahren wird somit ein höheres Sicherheitsniveau erreicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein Fahrzeug in einer Fahrspur,
2 schematisch ein Spurhalteassistenzsystem für ein Fahrzeug,
3 schematisch ein Diagramm mit Wertepaaren eines jeweiligen Zeitabschnitts und einer jeweiligen Differenz aus einem kalmangefilterten Abstand einer Fahrzeugmitte zu einer Fahrspurmitte und einem tiefpassgefilterten Abstand der Fahrzeugmitte zur Fahrspurmitte.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Anhand der 1 bis 3 wird im Folgenden ein Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems 1 für ein Fahrzeug 2, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, beschrieben, d. h. insbesondere ein Verfahren zur Überwachung einer Spurführungsfunktion und/oder einer Spurverlassenrückführfunktion. Mittels des Spurhalteassistenzsystems 1 wird das Fahrzeug 2 in einer Fahrspur 3 gehalten. Dabei werden insbesondere Spurmarkierungen 3L, 3R links und rechts neben dem Fahrzeug 2 erfasst und es wird ein Überschreiten dieser Spurmarkierungen 3L, 3R verhindert.
1 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 2 in der Fahrspur 3, welche begrenzt wird durch die linke Spurmarkierung 3L und die rechte Spurmarkierung 3R. Dargestellt in 1 sind des Weiteren eine Fahrspurmitte 3M, eine Fahrzeugmitte 2M parallel zu einer Längsachse des Fahrzeugs 2, welche in Fahrzeuglängsrichtung x verläuft, ein Abstand a der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M in Fahrzeugquerrichtung y des Fahrzeugs 2, eine Spurbreite B, ein Abstand dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R und ein Abstand dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L.
Aufgrund der Ausrichtung des Fahrzeugkoordinatensystems, insbesondere dessen Fahrzeugquerrichtung y, ist der Abstand dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R stets negativ und der Abstand dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L stets positiv: $dR < 0$
$dL > 0$
Die Spurbreite B ergibt sich somit aus der Differenz des (positiven) Abstands dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L und des (negativen) Abstands dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R. Die Spurbreite B ist immer größer Null: $B = dL - dR > 0$
Der Abstand a der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M ist die Hälfte der Summe des (positiven) Abstands dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L und des (negativen) Abstands dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R: $a = \frac{1}{2} * (dL + dR)$
Im hier dargestellten Beispiel gemäß 1 ist dieser Abstand a der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M größer Null.
Mittels des im Folgenden näher beschriebenen Verfahrens können Fehler erkannt werden und das Spurhalteassistenzsystem 1 dann beispielsweise deaktiviert werden, um eine fehlerhafte Querführung des Fahrzeugs 2 und daraus resultierende Gefahren, insbesondere Kollisionsgefahren des Fahrzeugs 2, zu vermeiden.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Spurhalteassistenzsystems 1 oder zumindest einer Steuereinheit hierfür. In dem hier beschriebenen Verfahren werden von einer Kamera 4 des Fahrzeugs 2, insbesondere von einer MPC (Multi Purpose Camera), bereitgestellte Spureingangsdaten auf zwei verschiedenen Verarbeitungswegen verarbeitet und durch einen Vergleich V plausibilisiert. Bei einem erkannten unplausiblen Wert wird vorzugsweise eine vom Spurhalteassistenzsystem 1 durchgeführte Querführung des Fahrzeugs 2, insbesondere nach einer erfolgten Warnung eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs 2, deaktiviert.
Im dargestellten Beispiel umfassen die Spureingangsdaten den Abstand dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L und den Abstand dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R. Alternativ oder zusätzlich können die Spureingangsdaten beispielsweise eine Spurkrümmung, eine Krümmungsänderung und/oder Informationen zu Fahrbahnmarkierungen der eigenen Fahrspur 3 und/oder von benachbarten Fahrspuren, beispielsweise einer Nebenspur und/oder einer Standspur, umfassen.
Für den ersten Verarbeitungsweg wird ein Kalman-Filter 5 verwendet. Die Spureingangsdaten, in diesem Beispiel der Abstand dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L und der Abstand dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R, werden durch den Kalman-Filter 5 gefiltert und der Querführung des Fahrzeugs 2, insbesondere einem Querregler 6, als kalmangefilterte Spurinformationen zur Verfügung gestellt. Welche kalmangefilterten Spurinformationen dies sind, ist abhängig von den Spureingangsdaten. In diesem Beispiel umfassen die kalmangefilterten Spurinformationen eine kalmangefilterte Spurbreite kB und einen kalmangefilterten Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M. Die Spureingangsdaten werden vor der Verwendung durch den die Querführung des Fahrzeugs 2 durchführenden Querregler 6 durch den Kalman-Filter 5 gefiltert, um Rauschen und Sprünge der verschiedenen Spurinformationen zu glätten.
Um potentielle Fehler des Kalman-Filters 5 zu erkennen, werden die kalmangefilterten Spurinformationen, insbesondere die für das Sicherheitskonzept relevanten Spurinformationen aus dem Kalman-Filter 5, in diesem Beispiel die kaimangefilterte Spurbreite kB und der kalmangefilterte Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, mit den Spureingangsdaten plausibilisiert. Eine entsprechende Plausibilitätsprüfung P erfolgt, indem die Spureingangsdaten mit einem einfachen Filter erster Ordnung gefiltert werden, um dem Verhalten des Kalman-Filters 5 in üblichen Situationen zu ähneln.
Für den zweiten Verarbeitungsweg und zur Durchführung der Plausibilitätsprüfung P werden daher im dargestellten Beispiel eine Recheneinheit 7 und ein anschließender Tiefpass-Filter 8 verwendet, um aus den Spureingangsdaten, die der Recheneinheit 7 zugeführt werden, im hier dargestellten Beispiel aus dem Abstand dL der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur linken Spurmarkierung 3L und dem Abstand dR der Fahrzeugmitte 2M des Fahrzeugs 2 zur rechten Spurmarkierung 3R, berechnete und tiefpassgefilterte Spurinformationen zu ermitteln. Dabei werden mittels der Recheneinheit 7 aus den Spureingangsdaten Spurinformationen berechnet, in diesem Beispiel eine ungefilterte Spurbreite uB und ein ungefilterter Abstand ua der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, und im Anschluss daran jeweils mittels des Tiefpass-Filters 8 gefiltert, um die tiefpassgefilterten Spurinformationen zu erhalten, in diesem Beispiel eine tiefpassgefilterte Spurbreite tB und einen tiefpassgefilterten Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M.
Anschließend wird ein Vergleich V der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen durchgeführt, wodurch die kalmangefilterten Spurinformationen plausibilisiert werden. Im hier dargestellten Beispiel werden somit die kalmangefilterte Spurbreite kB mit der tiefpassgefilterte Spurbreite tB verglichen und der kalmangefilterte Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M mit dem tiefpassgefilterten Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M verglichen, um die kalmangefilterten Spurinformationen, also die kalmangefilterte Spurbreite kB und den kalmangefilterten Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, zu plausibilisieren.
Überschreitet eine Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, in diesem Beispiel die Differenz D aus kalmangefilterter Spurbreite kB und tiefpassgefilterter Spurbreite tB und/oder die Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, mindestens einen vorgegebenen zeitabhängigen Schwellwert, dann werden die kalmangefilterten Spurinformationen, in diesem Beispiel somit die kalmangefilterte Spurbreite kB und/oder der kalmangefilterte Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, als ungültig ug eingestuft, der Fahrzeugführer des Fahrzeugs 2 wird gewarnt und nachfolgend wird die vom Spurhalteassistenzsystem 1 durchgeführte Querführung des Fahrzeugs 2 deaktiviert, hier schematisch dargestellt durch einen sich für diese Deaktivierung öffnenden Schalter 9 zwischen dem Kalman-Filter 5 und dem Querregler 6. Ein Ergebnis E des Vergleichs V, d. h. ob die kalmangefilterten Spurinformationen, in diesem Beispiel somit die kalmangefilterte Spurbreite kB und/oder der kalmangefilterte Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, als ungültig ug oder gültig g eingestuft wurden, entscheidet somit, ob die Querführung des Fahrzeugs 2 mittels des Querreglers 6 fortgesetzt oder deaktiviert wird.
Bei der Vorgabe zeitabhängiger Schwellwerte werden vorteilhafterweise ein dynamisches Verhalten des die Querführung des Fahrzeugs 2 durchführenden Querreglers 6 und querführungsdämpfende Eigenschaften des Fahrzeugs 2 berücksichtigt. Eine querführungsdämpfende Eigenschaft des Fahrzeugs 2 ist insbesondere eine Trägheit einer Fahrzeugreaktion, welche beispielsweise davon abhängig ist, ob das Fahrzeug 2 ein Solofahrzeug, ein Gespann, ein Gliederzug oder ein Sattelzug ist. Vorteilhafterweise erfolgt bei einem hohen dynamischen Verhalten des Querreglers 6 und/oder geringen querführungsdämpfenden Eigenschaften des Fahrzeugs 2 eine schnelle Reaktion, insbesondere eine schnelle Deaktivierung der vom Spurhalteassistenzsystem 1 durchgeführten Querführung des Fahrzeugs 2, und bei einem geringen dynamischen Verhalten des Querreglers 6 und/oder hohen querführungsdämpfenden Eigenschaften des Fahrzeugs 2 eine langsame Reaktion, insbesondere eine verzögerte Deaktivierung der vom Spurhalteassistenzsystem 1 durchgeführten Querführung des Fahrzeugs 2. Hierfür verwendete Fehlertoleranzgrenzen, insbesondere Schwellwerte für die akzeptierbare Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, werden beispielsweise durch Versuche und/oder durch fahrdynamische Simulationen ermittelt.
Als zeitabhängige Schwellwerte werden, wie in 3 schematisch gezeigt, zwei Wertepaare vorgegeben, ein Wertepaar für Kurzzeitfehler und ein Wertepaar für Langzeitfehler. Zusätzlich wird im dargestellten Beispiel eine anfängliche sehr kurze Zeitdauer ab Auftreten des Fehlers, insbesondere kürzer, insbesondere wesentlich kürzer, als eine Zeitdauer für Kurzzeitfehler, vorgegeben, innerhalb welcher jede auftretende Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen akzeptierbar ist, da diese Differenz D vom Querregler 6 und vom Fahrzeug 2 gedämpft wird. Diese anfängliche sehr kurze Zeitdauer t beträgt im dargestellten Beispiel 500 ms ab Auftreten des Fehlers.
Das jeweilige Wertepaar (für Kurzzeitfehler bzw. Langzeitfehler) umfasst eine jeweils zeitlich begrenzt akzeptierbare Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, in diesem Beispiel also eine jeweils zeitlich begrenzt akzeptierbare Differenz D aus kalmangefilterter Spurbreite kB und tiefpassgefilterter Spurbreite tB und/oder eine jeweils zeitlich begrenzt akzeptierbare Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M, und eine jeweilige Zeitdauer t ab Auftreten des Fehlers für diese jeweilige Differenz D, d. h. innerhalb der die jeweilige Differenz D akzeptierbar ist.
In 3 ist dies für die Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M schematisch dargestellt. Daraus ergibt sich ein Grenzverlauf GV zwischen einem gültigen Bereich und einem ungültigen Bereich. Ermittelte Wertepaare aus Zeitdauer t und Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die im gültigen Bereich liegen, werden als gültig g eingestuft. Ermittelte Wertepaare aus Zeitdauer t und Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die im ungültigen Bereich liegen, werden als ungültig ug eingestuft.
Kurzzeitfehler wirken sich auch bereits dann gefährlich auf die Fahrzeugreaktion aus, wenn sie nur für eine kurze Zeitdauer t auftreten. Das Wertepaar für Kurzzeitfehler umfasst daher vorteilhafterweise eine kurze Zeitdauer t ab Auftreten des Fehlers und eine große Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die jedoch nur für diese kurze Zeitdauer t akzeptierbar ist. Wird diese große Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, insbesondere nach der anfänglichen sehr kurzen Zeitdauer t, innerhalb der kurzen Zeitdauer t ab Auftreten des Fehlers überschritten oder dauert diese große Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen länger als diese kurze Zeitdauer t ab Auftreten des Fehlers an, wird die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs 2 deaktiviert, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers. Im hier dargestellten Beispiel ist dies als Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M ein Wert von einem Meter, welcher für die Zeitdauer t von 8 s ab Auftreten des Fehlers akzeptierbar ist. D. h. überschreitet nach Auftreten des Fehlers die Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M nach der anfänglichen sehr kurzen Zeitdauer von im dargestellten Beispiel 500 ms und innerhalb von 8 s ab Auftreten des Fehlers den Wert von einem Meter oder weist sie länger als 8 s ab Auftreten des Fehlers den Wert von einem Meter auf, so wird die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs 2 deaktiviert, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers.
Langzeitfehler, insbesondere latente Fehler, beeinflussen weitere Sicherheitsmaßnahmen negativ. Das Wertepaar für Langzeitfehler umfasst daher vorteilhafterweise eine lange Zeitdauer t und eine geringe Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die auch für diese lange Zeitdauer t noch akzeptierbar ist. Wird diese geringe Differenz D der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen nach der kurzen Zeitdauer t und innerhalb der langen Zeitdauer t ab Auftreten des Fehlers überschritten, wird die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs 2 deaktiviert, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers. Im hier dargestellten Beispiel ist dies als Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M ein Wert von 30 cm, welcher im dargestellten Beispiel dauerhaft akzeptierbar ist. D. h. überschreitet die Differenz D aus kalmangefiltertem Abstand ka der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M und tiefpassgefiltertem Abstand ta der Fahrzeugmitte 2M zur Fahrspurmitte 3M nach 8 s nach dem Auftreten des Fehlers den Wert von 30 cm, so wird die Querführung, insbesondere die Querregelung, des Fahrzeugs 2 deaktiviert, insbesondere jedoch erst nach erfolgter Warnung des Fahrzeugführers.
Im dargestellten Beispiel gemäß 3 ist somit ein dreistufiges Vorgehen vorgesehen. Innerhalb der anfänglichen sehr kurzen Zeitdauer t nach Auftreten des Fehlers wird jede Differenz D akzeptiert, da diese vom Querregler 6 und vom Fahrzeug 2 gedämpft wird. Nach diesen 500 ms und bis 8 s nach Auftreten des Fehlers wird eine Differenz D bis maximal einem Meter als Kurzzeitfehler toleriert, da ein daraus resultierender Spurversatz betragsmäßig und in der dynamischen Entwicklung vom Fahrzeugführer noch gut beherrscht werden kann. Vom Fahrzeugführer wird hierbei im Bedarfsfall zweckmäßigerweise erwartet, dass er eingreift. Das hier beschriebene Verfahren gibt ihm hierfür eine ausreichende Zeit zur Reaktion. Nach 8 s nach Auftreten des Fehlers ist eine Differenz D von 30 cm als Langzeitfehler noch akzeptierbar, da sonst ein negativer Einfluss auf andere Sicherheitsmaßnahmen des Querreglers 6 erwartet werden können.
Zweckmäßigerweise wird dieser Langzeitfehler bei nachgelagerten Mechanismen als potentieller Fehler explizit von deren Fehlertoleranzen abgezogen.
Bezugszeichenliste

1: Spurhalteassistenzsystem
2: Fahrzeug
2M: Fahrzeugmitte
3: Fahrspur
3L: linke Spurmarkierung
3M: Fahrspurmitte
3R: rechte Spurmarkierung
4: Kamera
5: Kalman-Filter
6: Querregler
7: Recheneinheit
8: Tiefpass-Filter
9: Schalter
a: Abstand der Fahrzeugmitte zur Fahrspurmitte
B: Spurbreite
dL: Abstand der Fahrzeugmitte des Fahrzeugs zur linken Spurmarkierung
dR: Abstand der Fahrzeugmitte des Fahrzeugs zur rechten Spurmarkierung
D: Differenz der Spurinformationen
E: Ergebnis
g: gültig
GV: Grenzverlauf
ka: kalmangefilterter Abstand der Fahrzeugmitte zur Fahrspurmitte
kB: kalmangefilterte Spurbreite
P: Plausibilitätsprüfung
t: Zeitdauer
ta: tiefpassgefilterter Abstand der Fahrzeugmitte zur Fahrspurmitte
tB: tiefpassgefilterte Spurbreite
ua: ungefilterter Abstand der Fahrzeugmitte zur Fahrspurmitte
uB: ungefilterte Spurbreite
ug: ungültig
V: Vergleich
x: Fahrzeuglängsrichtung
y: Fahrzeugquerrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19749086 C1 [0002]

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Spurhalteassistenzsystems (1) für ein Fahrzeug (2), insbesondere für ein Nutzfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Kamera (4) des Fahrzeugs (2) bereitgestellte Spureingangsdaten auf zwei verschiedenen Verarbeitungswegen verarbeitet werden und durch einen Vergleich (V) plausibilisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten unplausiblen Wert eine vom Spurhalteassistenzsystem (1) durchgeführte Querführung des Fahrzeugs (2), insbesondere nach einer erfolgten Warnung eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs (2), deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Verarbeitungsweg ein Kalman-Filter (5) verwendet wird, wobei die Spureingangsdaten durch den Kalman-Filter (5) gefiltert werden und der Querführung des Fahrzeugs (2) als kalmangefilterte Spurinformationen zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Verarbeitungsweg eine Recheneinheit (7) und ein anschließender Tiefpass-Filter (8) verwendet werden, um berechnete und tiefpassgefilterte Spurinformationen zu ermitteln, wobei mittels der Recheneinheit (7) aus den Spureingangsdaten Spurinformationen berechnet werden und mittels des Tiefpass-Filters (8) gefiltert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Vergleich (V) der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen die kalmangefilterten Spurinformationen plausibilisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kaimangefilterten Spurinformationen als ungültig (ug) eingestuft werden, der Fahrzeugführer des Fahrzeugs (2) gewarnt wird und nachfolgend die vom Spurhalteassistenzsystem (1) durchgeführte Querführung des Fahrzeugs (2) deaktiviert wird, wenn eine Differenz (D) der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen mindestens einen vorgegebenen zeitabhängigen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorgabe zeitabhängiger Schwellwerte ein dynamisches Verhalten eines die Querführung des Fahrzeugs (2) durchführenden Querreglers (6) und querführungsdämpfende Eigenschaften des Fahrzeugs (2) berücksichtigt werden, wobei bei einem hohen dynamischen Verhalten des Querreglers (6) und/oder geringen querführungsdämpfenden Eigenschaften des Fahrzeugs (2) eine schnelle Reaktion, insbesondere eine schnelle Deaktivierung der vom Spurhalteassistenzsystem (1) durchgeführten Querführung des Fahrzeugs (2), erfolgt, und bei einem geringen dynamischen Verhalten des Querreglers (6) und/oder hohen querführungsdämpfenden Eigenschaften des Fahrzeugs (2) eine langsame Reaktion, insbesondere eine verzögerte Deaktivierung der vom Spurhalteassistenzsystem (1) durchgeführten Querführung des Fahrzeugs (2), erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als zeitabhängige Schwellwerte mindestens zwei Wertepaare vorgegeben werden, ein Wertepaar für Kurzzeitfehler und ein Wertepaar für Langzeitfehler, wobei das Wertepaar für Kurzzeitfehler eine kurze Zeitdauer (t) und eine große Differenz (D) der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die für diese kurze Zeitdauer (t) akzeptierbar ist, umfasst, und das Wertepaar für Langzeitfehler eine lange Zeitdauer (t) und eine geringe Differenz (D) der auf den beiden Verarbeitungswegen ermittelten Spurinformationen, die für diese lange Zeitdauer t akzeptierbar ist, umfasst.